尹 近 李 泉 周國恩 胡國慶

(湖北省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊)

·地質(zhì)·測量·

湖北嘉魚縣蛇屋山金礦礦體賦存規(guī)律及找礦方向*

尹 近 李 泉 周國恩 胡國慶

(湖北省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊)

蛇屋山金礦是湖北省嘉魚縣發(fā)現(xiàn)的一處大型礦產(chǎn)，該礦經(jīng)過20余年的開采利用，已步入危機礦山行列。為延長礦山服務年限，亟需尋找接替資源，進一步擴大礦山資源儲量。結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)勘探成果，首先分析了區(qū)域成礦地質(zhì)背景及礦區(qū)地質(zhì)特征；然后討論了氧化金礦體、原生金礦體的賦存規(guī)律及礦床成因；最后圍繞有利構(gòu)造、巖性、蝕變?nèi)?，指出?處找礦有利地段，即礦區(qū)西部NE向斷裂與EW向斷裂的交匯部位、F3斷裂上部產(chǎn)狀較緩部位以及志留系泥質(zhì)粉砂巖與賦存其下的C-P碳酸鹽巖地層的斷層接觸部位。上述分析對于區(qū)內(nèi)進一步開展金礦找礦工作、擴大資源儲量有一定的參考價值。

金礦 成礦地質(zhì)背景 地質(zhì)特征 礦體賦存規(guī)律 找礦方向

蛇屋山金礦是我國第一座被探明的賦存于紅土之中的大型金礦，具有品位低、規(guī)模大、易勘探、易采、易選等特點[1]。1988年湖北省地質(zhì)局第四地質(zhì)大隊經(jīng)化探異常查證發(fā)現(xiàn)了蛇屋山金礦，經(jīng)1989—1991年鉆探驗證及礦區(qū)普查，初步查明該礦床為大型規(guī)模。該金礦于1994年進入開采利用階段，年產(chǎn)量基本保持在噸/年(金金屬量)規(guī)模，至2013年底共生產(chǎn)金金屬量約20 t，目前，該礦山已步入危機礦山行列。本研究結(jié)合礦區(qū)詳細的野外地質(zhì)調(diào)查成果以及已有的相關地質(zhì)勘探資料，對區(qū)內(nèi)金礦地質(zhì)特征、礦體賦存規(guī)律以及找礦方向進行詳細探討，為在該礦區(qū)深部繼續(xù)尋找新的資源、擴大資源儲量提供參考。

1 成礦地質(zhì)背景

蛇屋山金礦地處揚子準地臺北緣的褶沖帶，西鄰江漢斷裂，隸屬鄂東南滑脫拆離構(gòu)造體系。區(qū)域內(nèi)地層屬揚子地層區(qū)、下?lián)P子分區(qū)，區(qū)內(nèi)地表大部分被第四系覆蓋，出露地層主要有下志留系粉砂巖、頁巖，中志留系石英細砂巖、粉砂巖，上石炭系白云巖、灰?guī)r，二疊系灰?guī)r、硅質(zhì)巖、碳質(zhì)頁巖、粉砂巖，三疊系泥質(zhì)粉砂巖、微晶灰?guī)r、微晶白云巖以及中侏羅系—上三疊系石英砂巖、頁巖。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復雜，其中褶皺均具倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，褶皺軸跡總體呈NE—EW走向，構(gòu)成向S型彎曲的弧形，褶皺軸面普遍S傾，傾角20°～40°，褶皺北翼倒轉(zhuǎn)均向S傾或部分N傾，傾角30°～60°。根據(jù)相關物探成果，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造格架可大致劃分為3組，以早期規(guī)模較大、近EW向斷層為第一組；后期為斷層對其疊加改造形成區(qū)內(nèi)多個構(gòu)造窗的NE、NW向構(gòu)造格架為第二、三組。區(qū)內(nèi)暫無巖漿巖出露。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

蛇屋山金礦礦區(qū)地表大部分被第四系覆蓋，基巖僅零星出露。經(jīng)鉆孔及探槽揭露，地層由老至新依次為寒武系上統(tǒng)婁山關組—奧陶系下統(tǒng)南津關組(∈3O1l-O1n)、志留系下統(tǒng)新灘組(S1x)、石炭系—二疊系(C-P)、上三疊系—侏羅系王龍灘組(T3-J1w)以及第四系。礦區(qū)氧化型金礦均賦存于第四系紅土中。蛇屋山礦區(qū)整體為一倒轉(zhuǎn)背斜，核部主要由寒武系婁山關組地層組成，翼部由奧陶系、志留系地層組成，構(gòu)造線方向為NWW—近EW向，總體S傾，傾角20°～40°。區(qū)內(nèi)斷裂發(fā)育，主要分為EW、NE向兩組(圖1)。其中，EW向斷裂規(guī)模較大，以F2、F3斷裂為代表，為低角度逆沖斷裂，斷面S傾；NE向次級斷裂自西向東近等距分布，傾向SE，傾角47°～67°。

3 礦體賦存規(guī)律

3.1 氧化金礦體賦存規(guī)律

礦區(qū)氧化金礦為大型規(guī)模，受構(gòu)造嚴格控制，位于F2、F3斷層間。礦體呈似層狀近水平產(chǎn)出，主要賦存于地表松散的第四系風化紅土中，含礦巖性為含砂礫亞黏土，位于碳酸鹽巖基巖之上、硅質(zhì)巖之下。礦體總體變化規(guī)律為西厚東薄、西富東貧、北厚南薄、北富南貧。

圖1 蛇屋山金礦地質(zhì)概況

3.2 原生金礦體賦存規(guī)律

3.2.1 地層巖性與金礦(化)體的關系

礦區(qū)地層Au豐度為(0.244～1.80)×10-9，低于地殼克拉克值，據(jù)目前研究，區(qū)內(nèi)無金的原始富集礦源層[2]。區(qū)內(nèi)各類巖石的同位素含量(w(34S) -8.3‰～24.1‰，w(13C) -0.05‰～4.5‰，w(18O) 7.74‰～34.64‰)與滇黔桂卡林型金礦相近，與美國卡林金礦(w(34S) -4.3‰～22.37‰，w(13O) 13.0‰～21‰)亦近似[3]?？梢?，礦區(qū)金礦的礦源層位于區(qū)內(nèi)深部，可能與尚未研究的早寒武紀或更早的地層時代有關。經(jīng)鉆孔揭露，礦區(qū)原生礦含金地層為奧陶系南津關組不純碳酸鹽巖，巖性主要為含泥質(zhì)成分較高的瘤狀灰?guī)r、破碎帶中的構(gòu)造角礫巖、碎裂泥巖等。Au主要賦存于黏土礦物和黃鐵礦中，Au在黏土礦物中呈吸附金的形式存在，在黃鐵礦中呈晶格金的形式存在[4]。

3.2.2 構(gòu)造與金礦(化)體的關系

蛇屋山雙重逆沖推覆構(gòu)造是礦區(qū)主要的控礦構(gòu)造，由底板逆沖斷層F2、頂板逆沖斷層F3及次一級斷層組成(圖2)。經(jīng)鉆孔控制，F(xiàn)2斷層淺部向S陡傾，傾角50°～70°，中—深部向S緩傾，傾角20°～40°；F3斷層面S傾，淺部傾角較緩，為8°～25°，下部略陡，傾角30°～40°。F2、F3斷層為深部含礦熱液上升提供了通道，是成礦過程中主要的導礦構(gòu)造，層間破碎帶及次一級逆斷層為礦區(qū)原生金礦的賦存部位。本研究揭露了較多深部原生礦(化)體，特征見表1。

由表1可知：①含礦巖石大部分為構(gòu)造角礫巖，表明礦體與構(gòu)造關系密切；②礦體均顯示S傾特征，與區(qū)內(nèi)F2、F3低角度逆沖斷裂及次級斷裂的產(chǎn)狀一致，表明礦體產(chǎn)出嚴格受斷裂控制；③斷裂交匯部位礦體品位較高，主干斷裂F2、F3形成后受到后期NE向次級斷裂改造而發(fā)生變形，反應了成礦的多期、多階段性，NE向斷裂向上運移的含礦熱液使早期在斷裂F2、F3中形成的礦體發(fā)生疊加富集，使礦體品位變高；④Ⅰ-3#、Ⅰ-5#礦體Au品位較其他礦體高，反應了泥化、碳化在Au的運移、沉淀中發(fā)揮了至關重要的作用。

圖2 蛇屋山金礦雙重逆沖推覆構(gòu)造

3.2.3 圍巖蝕變與金礦(化)體的關系

礦區(qū)內(nèi)與金礦化有關的圍巖蝕變有硅化、黃鐵礦化、重晶石化、方解石化、雄(雌)黃化、高嶺土化、褐鐵礦化、黏土化、泥化、碳化、石油化，蝕變主要分布于構(gòu)造破碎帶及其附近的圍巖中，其中黃鐵礦化、黏土化、泥化、碳化與Au的運移、沉淀關系較密切。

表1 蛇屋山金礦區(qū)鉆孔揭露原生金礦特征

4 礦床成因

礦區(qū)深部的含金地層在溫壓差異作用下熔融形成最初的含礦流體，含礦流體沿雙重逆沖推覆構(gòu)造以及次級NE向斷裂向上運移，在運移過程中含礦流體萃取各類巖石中的Au，形成新的含礦熱液。Au在熱鹵水中易形成可溶性絡合物，在含礦流體中運移[5]。同時礦區(qū)內(nèi)的一些有機質(zhì)(如石油)也充當了Au的礦化劑，對Au的搬運、遷移發(fā)揮了一定的作用。寒武系—奧陶系碳酸鹽巖中發(fā)育的節(jié)理及裂隙也為成礦流體的運移提供了通道，當?shù)V液遇上蛇屋山倒轉(zhuǎn)背斜上覆志留系泥質(zhì)粉砂巖、細砂巖等性質(zhì)不活潑的巖性時受到阻擋，便在不純碳酸鹽巖中順層運移。由于溫壓條件、溶液酸堿度的變化使大量Au在碳酸鹽巖與志留系粉砂巖的接觸部位沉淀，形成礦體雛形。由礦區(qū)斷裂相互錯斷及巖石中方解石脈相互穿插現(xiàn)象可知，區(qū)內(nèi)成礦具有多期、多階段的特征，攜帶Au的成礦流體繼續(xù)向上運移使早期形成的金礦體再次富集成為原生金礦體。在淺部形成的原生金礦體受長期風化作用，使賦存于黃鐵礦中的晶格金因氧化作用而被游離出呈離子狀隨大氣降水淋濾出，被高嶺石、伊利石等黏土礦物吸附，便形成了賦存于紅土中的金礦體。

5 找礦方向

圍繞有利構(gòu)造、巖性、蝕變?nèi)?，本研究指出?處找礦有利地段，如圖3所示。

(1)礦區(qū)西部NE向斷裂與EW向斷裂交匯部位。據(jù)鉆孔揭露，原生礦體大多賦存于NE向斷層F4、F5和EW向斷裂交匯部位，且品位較高。礦區(qū)EW向斷裂為礦區(qū)的主要導礦構(gòu)造，NE向斷裂后期切穿EW向斷裂，同時也可能是礦區(qū)成礦期的主要構(gòu)造，導通了深部熱源。因此成礦熱液易在兩者構(gòu)造復合部位富集成礦。

(2)F3斷裂上部產(chǎn)狀較緩部位。蛇屋山氧化型金礦主要賦存于雙重逆沖推覆構(gòu)造上部F3斷層上盤受剝蝕無遮擋的構(gòu)造窗部位。根據(jù)成礦作用分析，由于原始F3斷層上盤地層被志留系碎屑巖屏蔽，在破碎帶中運移的含礦熱液上升受阻，產(chǎn)生側(cè)向徑流，最終在產(chǎn)狀較緩的構(gòu)造破碎帶中富集成礦。

(3)經(jīng)鉆探驗證，志留系泥質(zhì)粉砂巖之下為C-P碳酸鹽巖地層，兩者為斷層接觸。

圖3 蛇屋山金礦成礦預測模式

深部含礦熱液在向上運移中可能沿該斷裂運移，在上覆志留系地層的阻擋下沉淀形成金礦體。特別是該斷裂與NE向斷裂的交匯部位成礦條件較好，與地表形成的早期原生礦有相似成因，為礦區(qū)第二找礦空間。

6 結(jié) 語

為進一步擴大蛇屋山金礦資源儲量，延長礦山服務年限，結(jié)合區(qū)內(nèi)地質(zhì)工作成果，對礦區(qū)地質(zhì)特征、礦體賦存規(guī)律、礦床成因進行了分析，在此基礎上指出了3個找礦有利地段，供區(qū)內(nèi)找礦參考。

[1] 李松生.再論蛇屋山紅土型金礦的成因[J].礦床地質(zhì)，1998(2)：114-124.

[2] 黎 彤.化學元素的地球豐度[J].地球化學，1976(3)：167-173.

[3] 劉源駿.有關湖北蛇屋山金礦成因的幾點淺識[J].湖北地質(zhì)，1995(1)：84-90.

[4] 王 彤，楊愛明.蛇屋山金礦原生礦石中金的賦存狀態(tài)初步研究[J].湖北地質(zhì)，1992(2)：40-46.

[5] 柯云峰.嘉魚蛇屋山金礦熱液蝕變和表生風化作用[J].湖北地質(zhì)，1993(1)：57-63.

Ore-body Occurrence Regularity and Prospecting Direction of Shewushan Gold Deposit in Jiayu County, Hubei Province

Yin Jin Li Quan Zhou Guoen Hu Guoqing

(The Fourth Team of Geological Bureau of Hubei Province)

Shewushan gold deposit is a large mineral orefield that is found in Jiayu county,Hubei province. After more than 20 years of mining, it has entered into the ranks of crisis mines now.In order to maintain the current production of Shewushan gold deposit and extent the service life of the mine,it is necessary to conduct some relative geological exploration work to found the replacement resources for the mine.Combing with the geological exploration results of the mining area in recent years,firstly,the metallogenic geological background and geological characteristics of the mining area are analyzed in detail;then,the occurrence regularities of the oxidation gold ore-bodies and native gold ore-bodies are discussed from the perspective of spatial distribution,and the ore-body genesis of Shewushan gold deposit is also studied;finally,based on the three factors of favorable structure,lithology and alteration,three favorable prospecting sections,that is to say,the intersection part of NE-direction fracture and EW-direction fracture in the western part of mining area,the occurrence slower part of the upper of F3fracture and the contact area of Silurian argillaceous siltstone and the C-P carbonate formation under the Silurian argillaceous siltstone.The analysis results have some reference for the further prospecting work of gold resource and expand resource reserves of Shewushan gold deposit.

Gold deposit, Metallogenic geological background, Geological characteristics, Ore-body occurrence regularity, Prospecting direction

*湖北省國土資源廳地質(zhì)勘查基金項目(編號：[2011]004號)。

2016-08-08)

尹 近(1991—)，男，助理工程師，碩士，437100 湖北省咸寧市溫泉銀泉大道723號。